福建省福州市八县市协作校学年高二物理上学期期末联考试题.docx
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福建省福州市八县市协作校学年高二物理上学期期末联考试题
福州市八县(市)协作校2020学年第一学期期末联考
高二(理科)物理试卷
【完卷时间:
90分钟;满分100分】
一、选择题(本题共12小题,共48分。
1~8题每小题4分,在给出的四个选项中,只有一个选项正确。
9~12题每小、题4分,正确选项可能不只一个,全部选对得4分,选不全得2分,错选不得分)
1、下列关于物理学史错误的是()
A.1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律一库仑定律。
B.法拉第曾经做了一个法拉第笼实验。
该实验说明静电屏蔽可以使金属壳内部不受外部电场的影响
C.1820年,丹麦物理学家安培电流可以使周围的磁针偏转的效应,称为电流的磁效应。
D.荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛仑兹力)的观点。
2.
两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为r/2,则两球间库仑力的大小为()
C.a的加速度将减小,b的加速度将增加
D.两个粒子的电势能一个增加一个减小
4.
在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器
R使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V.重新调节R
7.如图所示,
(乙)
长方形abed长ad=0.6m,宽ab=0.3m,Oe分别是ad、be的中
点,以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度B=0.25T。
一群不计重力、质量m=X10「7kg、电荷量q=+2X10—3C的带电粒子以速度v=5X102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域(
A.从Od边射入的粒子,出射点全部分布在Oa边
B.从aO边射入的粒子,出射点分布在ab边和be边
C.从Od边射入的粒子,出射点分布在Oa边和ab边
D.从aO边射入的粒子,出射点全部分布在ab边
8.
回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示。
设D形盒半径为R。
若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f。
则下列说法正确的是()
A.质子被加速后的最大速度不可能超过nfR
B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C•只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速a粒子
9.一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经BC运动到D点,其v—t图象如
图所示,贝U下列说法中正确的是()
A.
A处的电场强度一定大于B处的电场强度
B.CD间各点电场强度和电势都为零
C.粒子在A处的电势能一定大于在B处的电势能
D.AB两点的电势差大于CB两点间的电势差
10,.如图所示的U—I图象中,直线I为某电源的路端电压与电流的关系图线,直线U为某一电阻R的U-I图线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知()
A.R的阻值为1.5Q
B.电源电动势为3V,内阻为0.5Q
C.电源的输出功率为3.0W
D.电源内部消耗功率为1.5W
11.如图所示为磁流体发电机的原理图.金属板MN之间的距离为d=20cm.
磁场的磁感应强度大小为B=5T,万向垂直纸面向里.现将一束等离子体(即咼温
下电离的气体,含有大量带正电和带负电的微粒,整体呈中性)从左侧喷射入磁场,发现在MN两板间接入的额定功率为P=100W勺灯泡正常发光,且此时灯泡电阻为R=100Q,不计离子重力和发电机内阻,且认为离子均为一价离子,则下列说法中正确的是()
A.金属板M上聚集负电荷,金属板N上聚集正电荷
B.该发电机的电动势为100V
C.每秒钟有6.25X1018个离子打在金属板N上
D.离子从左侧喷射入磁场的初速度大小为103m/s
12.如图所示,实线表示竖直平面内的电场线,电场线与水平方向成a角,水
平方向的匀强磁场与电场正交,有一带电液滴沿斜向上的虚线L斜向上做直线运动,
L与水平方向成B角,且a>B,贝U下列说法中正确的是()
A.液滴一定做匀速直线运动
B.液滴一定带负电
C.电场线方向一定斜向上
D.液滴有可能做匀变速直线运动
、实验题(每空2分,共16分,请把答案写在答题卷上)
13.(8分)在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:
待测金属丝:
R(阻值约5Q,额定电流约0.5A);
电压表:
V(量程3V,内阻约3kQ);
电流表:
Ai(量程0.6A,内阻约0.2Q);
A(量程3A,内阻约0.05Q);
电源:
E(电动势3V,内阻不计)
M
_Xxxxx
二XXXXXL(X)
——XXXXX
N
巳(电动势9V,内阻不计)
滑动变阻器:
R(最大阻值约10Q)
螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为mm。
(2)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,
电流表应选、电源应选(均填器材代号)。
(3)在方框中完成电路原理图。
14.
(8分)用如图甲所示的电路测量一节新干电池的电动势和内电阻。
干电池内电阻较小。
除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有:
A.电压表V(量程3V)
B.电流表A(量程0.6A)
C.定值电阻Ro(阻值2Q,额定功率2W
D.滑动变阻器R(阻值范围0-20Q,额定电流1A)
(1)在图乙中已画出部分线路的连接,请你以笔画线代替导线,完成剩余的线
路连接;
(2)根据实验数据作出U—I图象如图丙所示,则干电池的电动势E=_V_
内阻r=Q(保留两位有效数字);
(3)定值电阻R在电路中作用是(只要求写出一点)。
演算步骤,只写最后答案的不给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和
单位。
)
15.(6分)在图所示的电路中,Ri=9,艮=5,当a、b两点间接理想的电
流表时,其读数为0.5A;当a、b两点间接理想的电压表时,其读数为1.8V。
求电
源的电动势和内电阻
l-l-r
16.(8分)如图15所示是一个平行板电容器,其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电,两极板间距为d.现将一个检验电荷+q由两极板间的A点移动到B点,A、B两点间的距离为s,连线AB与电场方向的夹角为60°,求:
(1)两极板间的电场强度E的大小和方向;
(2)从A运动到B的过程中电场力所做的功。
++++++++++HXd
:
Xbi
图15
17.(10分)在倾角9=30°的斜面上,固定一金属框,宽I=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量0.2kg的金属棒ab,
它与框架的动摩擦因数□=£,整个装置放在磁感应强度B=0.8T,垂直框面向
上的匀强磁场中(如图所示).当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?
2
(框架与棒的电阻不计,g取10m/s)
18.(12分)如图所示的平面直角坐标系xoy,在第W象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴负方向;在第I象限的正三角形abc区域内有匀强磁场,方向垂直于xoy平面向外,正三角形边长为L,且ab边与y轴平行.一质量为m电荷量为q的负粒子,从y轴上的P(0,-h)点,以大小为vo的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第I象限,又经过磁场从y轴上的某点进入第U象限,且速度与y轴正方向成45°角,不计粒子所受的重力.求:
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;
(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值.
福州市八县(市)协作校2020学年第一学期期末联考高二物理参考答案
、选择题(本题共14小题,共48分。
1~8题每小题4分,在给出的四个选项中,只有一个选项正确。
9~12题每小题4分,正确选项可能不只一个,全部选对得4分,
选不全得2分,错选不得分)
(2)1.6V0.29(每空2分)
(3)保护作用;增大等效阻的测量值,减小误差;
当改变变阻器阻时,电压表示数变化大。
(2分)
三、计算题36分
15.(6分)
0.5A,由闭合电路欧
解:
(1)当a、b两点间接理想的电流表时,回路中的电流J
E0.5(5r)
姆定律得:
①2分)
(2)当a、b两点间接理想的电压表时,回路中的电流丨2U0.2A,
R1
由闭合电路欧姆定律得:
E12(R2R1r)
E0.2(14r)
(2分)
联立①②得E3V,r1
(2分)
1G.
解;⑴由平行板电容弱知识得
C=-^①L分
在匀强电场中・所以
I:
E――②1分
由①、②得;E=~^---®上分
Cd
方向|竖直向下……1分
(2)当-q从入点移到B电场力做功IT'=£ojcos60"4$】分
由③、⑷联立得矿=鈿——1分
2Cd
17.(10分)解析:
金属棒受到四个力作用:
重力mg垂直框面向上的支持力Fn,沿框面向上的安培力F安,沿框面的静摩擦力Ff静,金属棒静止在框架上时,摩擦力Ff静的方向可能沿框面向上,也可能向下,需分两种情况考虑.
当变阻器R取值较大时,I较小,安培力F安较小,在金属棒重力的分力mgsin0作用下棒有沿框架下滑趋势,框架对棒的摩擦力沿框面向上,受力如图所示.金属棒刚好不下滑时满足平衡条件,则
E
mgsin0—B~l―卩mgcos0=0
得R=
mg
sin
BEI
0—卩cos0
0.8X12X0.25
R°2X10XO'5-TV
Q=8.2Q.2分
当变阻器R取值较小时,I较大,安培力F安较大,会使金属棒产生沿框面上滑
趋势.因此,框架对棒的摩擦力沿框面向下,受力如图所示.金属棒刚好不上滑时
满足平衡条件,则
E
BR―卩mgcos0—mgsin0=0
BEI
得9mgsin0+卩cos0
R=1.4Q.
所以滑动变阻器R的取值范围应为
1.4
R<8.2Q.
18.(12分)
解:
(1)带电粒子在电场中从P到a的过程中做类平抛运动
水平方向上:
2h=vot①
(1分)
1
竖直方向上:
h=2at2②
(1分)
由牛顿第二定律得a=罟
2mv
由①②③式联立,解得E=2qh
(2)粒子到达a点时沿y轴正向的分速度为
vy
(1分)
(1分)
=at⑤
由①③④⑤式得Vy=V0⑥
(1分)
粒子到达a点的速度vavo
2
vy
、、2vo炉(1分)
设速度方向与x轴正方向的夹角为
0,则tan0
vy
=孑1,0=45°⑧(1
分)
即到a点时速度方向指向第I象限与x轴正方向成45°角.
(3)粒子进入磁场后做匀速圆周运动,有
2
mvaqVaB
R
⑨
(1分)
mv
由此得R=远⑩
(1分)
i
从上式看出,R*当R最大时,
B最小.
由题图可知,当粒子从b点射出磁场时,R最大
由几何关系得Rnax-;L?
(1
分)
将?
代⑩入式得B的最小值为Bin-
2mv
二?
1■■
(1分)
qL
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